Метод синтеза движений
Еще одним методом, позволяющим упростить процесс анимации, является метод синтеза движений. Суть его заключается в генерации движения на основе высокоуровневой модели описания движения. Такой подход не требует от пользователя глубокого понимания динамики естественных движений моделируемых персонажей, все низкоуровневые детали, такие как движения каждой части тела, доработает компьютер.
Синтез движений имеет две основные задачи:
Комбинирование движений – несколько движений могут быть скомбинированы в одно. Комбинируемые движения могут выполняться последовательно или параллельно;
Заимствование движений – движения, спроектированные для одного персонажа, могут быть перенесены на другого, схожего по структуре.
Использование синтеза движений позволяет сократить число параметров, необходимых для описания движений персонажей, а также облегчить работу аниматора за счет комбинирования движений и их переноса на других персонажей.
Технология морфинга (morphing)
Технология, позволяющая осуществлять сглаженные изменения формы объекта путем копирования базовой (изначальной) каркасной сетки и модификации ее в другую форму или целевой объект (morph target). Данная технология дает возможность создавать лицевую мимику трехмерного персонажа.
Морфинг предоставляет широчайшие возможности по преобразованию одной формы в другую, а также для натуральной анимации органических форм, вроде плавного скольжения змеи или изменения выражений лица, например, во время речи персонажей.
При анимации мимики необходимо на базе основной головы персонажа сделать нужное количество ее копий и в каждой из них изменить мимику на соответствующую заданной эмоции или выражению лица (Рисунок 23). В результате в сцене отображается огромное количество голов персонажа, на каждой из которых та или иная эмоция (радость, горе, счастье и т. п.) и то или иное выражение лица при произношении определенных звуков.
Рисунок 23 – Изменение выражения лица с помощью технологии морфинга
Перед тем как скелетная деформация обрела популярность, морфинг был одним из немногих методов анимации персонажей без взаимосвязанных объектов. Иногда он по-прежнему используется в этом качестве, поскольку скелетная деформация не всегда позволяет получить достаточно точные результаты трансформации объекта. Кроме того, морфинг применяется для преобразования одного полигонального (непараметрического) объекта в другой, что довольно трудоемко.
Среди классических примеров морфинга можно привести трансформацию робота из жидкого металла в фильме "Terminator 2: Judgement Day" ("Терминатор 2: Судный день").
Технология процедурной анимации
Технология анимации, которая автоматически генерирует анимацию в режиме реального времени согласно установленным правилам, законам и ограничениям. В отличие от предопределённой анимации, когда аниматор вручную определяет каждый кадр и все параметры создаваемой анимации, при процедурной анимации результат может быть в некоторой мере непредсказуем и при каждом запуске может генерировать разнообразную анимацию.
Процедурная анимация используется для создания и моделирования системы частиц (дым, огонь, вода), ткани и одежды, динамики твёрдых тел, динамики волос и меха, а также для анимации гуманоидных и негуманоидных персонажей.
В компьютерных играх процедурная анимация часто используется для таких простых вещей, как поворачивание головы персонажа, когда игрок озирается по сторонам (например, в игре Quake III Arena).
Физика Ragdoll (рус. физика "тряпичной куклы") может считаться видом процедурной анимации. Физика Ragdoll использует физический движок для создания анимации смерти персонажа и его реалистичного падения на поверхность. При использовании физики Ragdoll персонаж состоит из последовательности связанных твёрдых тел (руки, ноги, торс, голова и т. д.), которые запрограммированы с использованием ньютоновой физики, действующей на них. Благодаря физике Ragdoll могут быть созданы очень реалистические анимации, которые очень сложно создать, используя традиционную предопределённую анимацию. Например, с использованием физики Ragdoll тела персонажей могут катиться или скользить по наклонным поверхностям, переворачиваться, кувыркаться и т. д., причём каждый раз анимация будет другой.
Процедурная анимация интенсивно используется в компьютерной игре Spore, в которой созданные игроком существа автоматически анимируются для всех действий, которые должно делать созданное существо: ходьба, бег, плавание, подбирание вещей и т. д.